【摘 要】
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本文采用高温自还原法在空气气氛中合成了一列的Eu2+-Eu3+激励的磷酸盐基质荧光材料。采用热重法(TGA),X射线衍射(XRD),荧光光谱,傅里叶红外光谱(FT-IR),扫描电镜—能谱(SEM-EDS)以及色坐标(CIE)等测试手段对样品的结构和发光性能进行了表征。发现可以通过以下三种途径实现荧光粉发光颜色的调节:一是单掺杂稀土离子,控制Eu3+的掺杂含量结合其自还原产生的Eu2+,通过空间混色
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本文采用高温自还原法在空气气氛中合成了一列的Eu2+-Eu3+激励的磷酸盐基质荧光材料。采用热重法(TGA),X射线衍射(XRD),荧光光谱,傅里叶红外光谱(FT-IR),扫描电镜—能谱(SEM-EDS)以及色坐标(CIE)等测试手段对样品的结构和发光性能进行了表征。发现可以通过以下三种途径实现荧光粉发光颜色的调节:一是单掺杂稀土离子,控制Eu3+的掺杂含量结合其自还原产生的Eu2+,通过空间混色实现荧光粉颜色的调节;二是掺杂不同的网络形成体以对荧光粉的结构产生微调或者使用一价的碱土金属离子的添加实现结构修饰以及对三价稀土离子自还原程度的调控,最终实现荧光粉发光颜色的调节;三是多种稀土离子共掺杂,由于不同稀土离子在紫外光的激发下能呈现出不同的颜色,且在多种离子共掺的情况下,不同离子间会存在能量传递现象,意味着控制不同离子的掺杂含量,从而实现荧光粉发光颜色的调节。(1)在空气气氛下采用传统的固相自还原反应合成Sr BPO5:Eu2+-Eu3+荧光体。对样品的结构和发光性能进行了研究。结果表明:不同浓度的Eu掺杂对基质的相结构几乎没有影响,在基质中同时存在二价和三价Eu两种价态,403 nm处的发射峰归属于Eu2+的典型5d-4f跃迁,597 nm和620 nm处的发射峰归因于Eu3+的特征~5D0-~7F1,2跃迁。通过控制Eu3+的掺杂量,发光颜色可以从蓝色到紫色连续可调。因此,可以通过控制Eu的掺杂浓度来调控Eu2+和Eu3+之间的相对发光强度,从而实现荧光体的多色发射。(2)采用高温固相法合成了一系列添加SiO2和Ge O2的Sr2P2O7:Eu2+-Eu3+荧光粉。结果表明,不同网络形成体(SiO2,Ge O2)的存在对荧光粉的微观结构和发光性能有一定的影响。有趣的是,SiO2和Ge O2的加入可以显著提高Eu2+的发光强度。同时通过引入Li+或Na+来补偿空位缺陷,可以有效的抑制Eu的自还原现象从而达到调制荧光粉发光颜色的目的,同时证明了自还原过程的缺陷机制。本文制备的Eu2+/Eu3+共激活的Sr2P2O7荧光粉具有良好的发光性能,并可通过多种路径进行调节。(3)采用高温固相法在空气中合成了一系列SrMg2(PO4)2:Eu2+-Eu3+,Dy3+荧光体。对样品的结构和发光性能进行了系统的研究。而Dy3+在350 nm的激发下表现出典型的蓝色和黄色发光。通过比较Dy和Eu共掺杂体系的荧光光谱,发现了Dy和Eu共掺杂体系中存在Eu3+与Dy3+的能量转移。此外,色坐标表明,SrMg2(PO4)2:Eu2+-Eu3+样品在340 nm激发下,通过控制Eu和Dy掺杂浓度的比例,可以发出可调的蓝紫色光。荧光粉的发光区域集中在蓝紫色区域。(4)在空气气氛下,采用高温固相法制备了Mg21Ca4Na4(PO4)18:Eu2+-Eu3+荧光粉。对样品的相结构和发光性能进行了详细的研究。在不同波长的紫外激发下,荧光粉表现出强的可见光发射。通过调节Eu3+掺杂浓度,调节Eu2+和Eu3+的相对发光强度,从而实现荧光体的多色发射。
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